В определенных случаях элементы конструкций помимо расчета на прочность и жесткость рассчитывают на устойчивость. Из теоретической механики известно, что равновесие твердых тел может быть: устойчивое, неустойчивое, безразличное.
Устойчивое Неустойчивое Безразличное
Аналогичные случае равновесия наблюдаются и в статике упругих тел. Рассмотрим длинный продольно сжатый стержень. При действии небольшой сжимающей силы меньше некоторого критического значения стержень находится в состоянии устойчивого равновесия.
Если незначительно изогнуть его поперечной силой, а затем эту силу убрать, то он вновь распрямится. Если сила станет больше критической, то стержень теряет прямолинейную форму равновесия и искривляется.
В этом случае говорят, что произошла потеря устойчивости. Стержень потерявший устойчивость кроме напряжений от сжатия испытывает напряжение и от изгиба, что может привести не только к искривлению, но и часто к разрушению. Расчет на устойчивость является расчетом на недопущение потери устойчивости. Потеря устойчивости может происходить в тонких длинных стержнях, балках, трубопроводах. Критическую силу следует рассматривать как разрушающую. Допускаемая сила в целях безопасности меньше критической:
Ку – коэффициент запаса устойчивости
